Hvad er UV LED, hvordan fungerer det, og hvor bruges det?

  • Dec 14, 2020
click fraud protection

I forskellige områder af det moderne liv bliver det nødvendigt at opnå UV-stråling med lav effekt. Det:

  • medicinsk udstyr, inkl. tandfyldninger, der hærder under påvirkning af ultraviolet stråling;
  • kosmetologi, hvor ultraviolet lys bruges som et middel til hærdning af lakker;
  • installationer til kemisk tørring af forskellige sammensætninger (et eksempel er vist i figur 1);
  • scannere til bestemmelse af ægtheden af ​​regninger og dokumenter;
  • drivhuse, hvor ultraviolet lys stimulerer plantevækst.
Billede 1. Brug af LED UV-lampe til tørring af PCB beskyttende lak
Billede 1. Brug af LED UV-lampe til tørring af PCB beskyttende lak

Klassiske lampekilder til ultraviolet stråling har utilfredsstillende egenskaber for vægt og størrelse og bruger høj effekt. I de senere år er UV-lysdioder blevet udbredt som en effektiv erstatning for dem, som er fri for disse ulemper og desuden adskiller sig i brugervenlighed.

Princip for drift og egenskaber

Principperne for drift af en ultraviolet lysemitterende diode (LED) og LED med det synlige bølgelængdeområde er identiske. Enhederne indeholder en pn-forbindelse, gennem hvilken en jævnstrøm føres. Under passagen finder ladebærere sig ved høje energiniveauer i halvlederstrukturen. Deres overgang til lavere niveauer med passende udførelse ledsages af dannelsen af ​​lyskvanta.

instagram viewer

Når strukturen er dannet ved tilsætninger af aluminium, gallium, indium og andre sjældne jordarter, vælges afstanden mellem strålingsovergange således at strålingen er i det usynlige nær UV-bølgelængdeområde (normalt spektralområdet fra 100 til 400 nm).

Det beskrevne driftsprincip bestemmer straks listen over parametre, der er normaliseret til ultraviolet LED. Passet angiver:

  • arbejdsbølgelængde, undertiden suppleret med bredden af ​​den spektrale linje;
  • maksimal lysstrøm, angivet i lumen til kilder med høj blænde, eller givet i lysestager (flux-til-solid vinkelforhold) i tilfælde af retningsbestråling
  • maksimal fremadgående strøm
  • fremadspænding.

På grund af brugen af ​​en speciel struktur af pn-krydset er fremadspændingen på UV-dioder normalt mærkbart højere end konventionelle og når undertiden 5 V.

Diodens driftstid er flere titusinder af timer, det typiske temperaturområde er fra -20 til + 100 ° С.

Strukturel ydeevne

Af grunde til at minimere rækkevidden af ​​komponenter produceres ultraviolette lysdioder i standardtilfælde, hvilket samtidig hjælper:

  • løse problemet med polaritet på grund af tilstedeværelsen af ​​et vigtigt fremspring
  • tilvejebringe den nødvendige varmeafledning og elementer med høje fremadgående strømme, forudsat at der anvendes et metalhus.

Til emittere med lav effekt anvendes en billigere plastikhus, som den der er vist i figur 2.

Figur 2. Diode i et plastikhus
Figur 2. Diode i et plastikhus

De mest almindelige dioder har ledninger, mens SMD'er har båndledninger. Den sidste mulighed er vist i figur 3.

Figur 3. UV LED i en pakke med båndkabler
Figur 3. UV LED i en pakke med båndkabler